|
U d
будет больше 50.
Количество передаваемой теплоты:
Q =
G2C2 (гкон. 3 — *на<1, J = 2,98-1006 (90 — 2) = 263 800 Вт,
где с2 = 1006 Д ж /(к г • К) — удельная
теплоемкость
воздуха
при
55,8 °С
(табл. X XV II).
Поверхность теплообмена (по заданию
К я*
а 2):
Q
263 800
K A t cp
49,3-63,79
.8 3 ,9
м \
Ввиду того, что коэффициент теплоотдачи для воздуха много
меньше коэффициента теплоотдачи для пара (а 2 <£ а х), расчет-
7 Павлов к . Ф. и др.
193
в у ю поверхность определяем по внутреннему диаметру труб
d
= 0,034 м.
Д л и н а трубчатки по расчету:
, _______
F
_______ 83,9
225-л-0,034
225-3,14-0,G34 ~ ’j *4 y u -
По ГОСТ 15121—79 длины трубчатки д л я двухходового ко
ж ухотрубчатого теплообменника с диаметром кож уха 800 мм и
числом тр у б 450/225 составляю т 2; 3; 4 и 6 м. Принимаем
L =■
— 4
м.
З а п а с поверхности теплообмена:
4 __ 3 49
з Ж ~ 100г“ 15%‘
П р оверк а принятой величины ег:
Ш
= 4GQG/34 = 1 1 7 > Б0.
Т аким образом, величина 8г = 1 была принята правильно.
Пример 4 .2 5 . В вы парном аппарате со стальными трубами вы
сотой 4 м и толщиной стенок 6 = 2 'мм кипит под разрежением
0,64 кгс/см2 при средней температуре 80 °С 20% водный раствор
аммиачной селитры . Греющий пар имеет давление (абсолютное)
1,1 кгс/см 2 ( - 0 , 1 1 М П а).
О пределить удельную тепловую н агрузку и коэффициент теп
лопередачи.
Р е ш е н и е . Т ем п ература конденсации греющего пара 101,7 °С
(табл. L V II). С редняя разность температур:
Д*ср = 101,7 — 80 = 21,7 °С = 21,7 К.
Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося греющего
водяного п ара находим по формуле (4.55):
- 1,2 1 .0,683
) ' V
‘« = 2 ;1 r . J 0 V “-
Ф изико-химические свойства конденсата взяты и з табл.
X X X IX . Д л я 20% раствора аммиачной селитры при 80 °С
[5.1 ]: Я = 0,445*1,16 = 0,517 В т/(м -К ); pffl = Ю51 кг/м 3; р =
= 41*10-в-9,81 — 0,402*10-* Па*с; ст'=- 65,3-10“® Н /м (принимая
18 273 П
так о е ж е изменение а с температурой, к а к у воды); рп = -22 4 .353 1 ~
= 0,224 кг/м3 (где р0 =
М /2 2 ,4
= 1 8 /2 2 ,4 ) .
Коэффициент теплоотдачи для кипящ его раствора находим по
формуле (4.62):
Здесь значение
коэффициента
Ь =
0,078
определено
прн
р ж /рп =
= 105(/0,224 = 4700 по формуле (4.62а):
Сумма термических сопротивлений стенки и загр я зн ен и й
(табл. X X V III и X X X I):
СТ
' ' г
з а г р .
1
+ ■
г
з а г р . а 8=3
, Г С Т “
“ Т ^ + Ш
+ Ш
” 3-88' 10' 4 <ы2' К)/Вт-
где Хст = 46,5 Вт/(м-К) — коэффициент теплопроводности стали (табл. X X V III).
Коэффициент теплопередачи;
К
i
I
I
Й0 ■
+
+ J -
1
« р
2 , 1 7 - 1 0 V * 0 ’ 3 3
+ 3,88-10-4
1
2,43?
,0,67
У дельн ая тепловая н агрузка:
21,7
*
А*Ср
~~ 0,461 • 10“ 5?0>ж} 4 - 3,88- £0- 4 Ч- 0 .4 I2 9
- 0 -87
О т к у д а
0,461 ■ W V ’33 + 3,88* К Г 4* + О . Ш ^ 33 — 2 1 , 7 = 0.
Это уравнение реш аем графически, зад аваясь значениями
д
(рис. 4.16),
у
— левая часть уравнения. При
у =
0 находим
q =
21 ООО Вт/м!.
Коэффициент теплопередачи;
Я *=
9
/ М Ср =
2 1
000/21,7 = 968 В т/(**-К ).
Пример 4 .2 6 . Определить поверх
ность
протнвоточного теплообмен
н ика, в котором горячая жидкость
(поглотительное масло) в количестве
3 т /ч охлаж дается от 100 до 25 °С
холодной жидкостью, нагревающейся
от 20 до 40 °С. Известно, что коэф- -*
Р и с . о .Ю . Г р а ф и ч е с к и оп ред ел ен и е
а
( в п р и -
и е р у 4 .2 5 ) .
*
*
- J
фициент теплопередачи следующим образом изменяется
g
тем
пературой масла:
Г, °С
100
80
60
40
30
25
К,
Вт/(м2-К)
354 350 342 308 232 166
У дельн ая теплоемкость масла 1,67-10® Д ж /(к г-К ).
Р е ш е н и е . По условию задачи коэффициент теплопередачи
сильно меняется вдоль поверхности теплообмена, поэтому сред
нюю логарифмическую разность температур применить нельзя.
В оспользуем ся уравнением теплопередачи в дифференциальной
форме:
G[cr dT = — к (Т
—
0
dF,
откуда
ТК
^
Тп
^
F = ~ G Tcr
|
K { T _ t) = GrcT
j
K ( T _ ty
тв
TK
где
T
,
t
— температура горячей и холодной жидкости соответственно,
Г
7*
И нтеграл
J
к т
_ ^ решаем графическим путем.
т
к
П редварительно найдем данные, необходимые для построения
граф ика с ординатой ^
(T — t)
и зб сц иссой — температурой горя
чей жидкости
Т .
Сначала из уравнения теплового баланса
GpCr (7’н — 7") = GjCj (<к — /)
определим отношение:
<Н — *н
40 — 20
100 — 25
Следовательно,
0,267.
t s * tK
—
( Гн — Г ) = 40 — 0,267 (100 —
Т).
З а д а в а я с ь значениями Т, находим по этому уравнению соот
ветствующие температуры холодной жидкости
t.
Полученные
данные сводим в табл. 4.9.
По данным табл. 4.9 строим график (рис. 4.17). Площадь под
г
t/x
кривой 5 = J ^
определяем приближенно по формуле
трапеций:
о
Т'н — 7'н
( уй + у п
.................
. .
\
Ь —
д
^----- 2------ г й т й + , , , +
Уъ-\ J
•
т
i
Do'stlaringiz bilan baham: |
